编者与读者

分布式能源作为一种新式的能源利用模式,旨在用户侧的能源梯级利用和可再生能源及资源综合利用。分布式能源大多采用天然气、可再生能源等清洁能源为燃料,其意义在于缓解环境压力、提高能源利用率和缓解电网调峰压力,尽量减少中间输送环节的损耗,实现资源利用的最大化。本期“分布式能源与清洁能源技术（二）”专题介绍分布式能源的高效用能、生活垃圾处置中的可再生能源开发与利用以及分布式供能技术应用等。本期专题承各位专家的支持并亲自撰稿,在此特表谢意。     

分布式可再生能源领域中储能的应用现状及发展趋势

分布式发电能够充分利用可再生能源实现节能减排,是集中式发电的有效补充,利用储能系统的双向功率能力和灵活调节特性可以提高系统对分布式电源的接纳能力,具有广阔的应用前景。从应对分布式可再生能源大量接入给电网带来的问题出发,归纳了储能技术在融合分布式可再生能源方面的应用模式,分析了国内外的应用现状及不足,最后从本体发展和应用技术层面探讨了储能技术的未来发展方向。     

从智能电网到能源互联网:基本概念与研究框架

以化石能源集中式利用为特征的传统经济和社会发展模式正在逐步发生变革,而以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命正在兴起。作为第三次工业革命的核心技术,能源互联网力图结合可再生能源技术与互联网技术,推动分布式可再生能源的大规模利用与分享,促进电力、交通、天然气等多种复杂网络系统的相互融合,最终实现改变能源利用模式,推动经济与社会可持续发展的目的。在此背景下,展望了能源互联网的发展前景,并试图建立其基本的研究框架。首先,给出了能源互联网的初步定义,并概述了能源互联网的基本架构及其组成。随后,针对广域内分布式设备的协调与控制、电力系统与交通系统的融合、电力系统与天然气网络的融合、信息物理建模及安全等几个核心问题,探讨了能源互联网研究中可能面临的主要挑战。     

区块链技术在分布式可再生能源电力交易中的应用与展望

随着可再生能源发电的迅速发展与平价上网政策的逐步推进,可再生能源就近消纳的优势明显.传统的集中管理模式难以适应大规模分布式可再生能源的交易需求,高效、安全与去中心化的交易模式是未来的发展趋势.作为一种去中心化的分布式共享账本,区块链技术具有公开透明、可追溯与防篡改等特点.对区块链技术在能源电力行业的应用现状进行综述,并展望了其未来发展趋势。     

农村供电系统中典型微电网供电模式研究

本文针对农村供电系统中不同类型的农村用户的供电问题,综合考虑农村的负荷密度、供电半径范围、负荷特性、分布式能源分布及最高渗透率等多方面因素,并结合各地农村的差异化发展、就地消纳、实用化组网等原则,提出了新型的农村微电网供电模式。通过微电网供电模式配置来实现农村分布式能源的就地消纳,并解决中国广大农村地区供电可靠性及电能质量差等供电难题。基于分散式农牧户和集群农牧户两种典型农村用户的用能分析结果,分别设计了不同的微电网供电模式,并基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台对设计的微电网供电模式进行仿真验证,结果表明两种典型的微电网供电模式运行稳定,能够广泛吸纳分布式能源,解决农村供电难题,为农村地区提供安全、可靠、优质的电力供应。     

储能技术融合分布式可再生能源的现状及发展趋势

分布式发电能够充分利用可再生能源实现节能减排,是集中式发电的有效补充,利用储能系统的双向功率能力和灵活调节特性可以提高系统对分布式电源的接纳能力,具有广阔的应用前景。首先汇总了多种主流储能技术目前在电力系统中的应用规模及其本体关键参数,并从储能设备自身特点和电力系统对储能的需求出发,分析各储能技术的优势和不足,提出了可能突破的方向及发展预期,然后从应对分布式可再生能源大量接入给电网带来的问题出发,归纳了储能技术在融合分布式可再生能源方面的应用模式,分析了国内外的应用现状及不足,最后从本体发展和应用技术层面探讨了储能技术的未来发展方向。     

面向可再生能源消纳的智能用电关键技术分析与思考

以可再生能源逐步代替化石能源是目前应对资源和环境问题的有效途径,智能用电对促进电力系统消纳可再生能源具有重要意义。简要介绍了国内外智能用电技术的发展现状,对涉及信息互动、分布式电源即插即用、用能互动的智能用电关键技术和机制进行分析,总结概括了智能用电通过优化利用分布式电源和实现需求侧柔性化等手段提升系统可再生能源消纳能力的可行性,并针对各关键技术的研究现状给出了可能的发展方向,对智能用电领域亟待解决的关键问题进行了梳理。选取了国内外智能用电实施的典型案例进行印证分析,在此基础上提出了为促进可再生能源发展,我国在智能用电理论和实践方面的相关设想和展望,可为我国智能用电和可再生能源的有机结合提供初步参考。     

农村配电网智能化改造的可行性分析

从不同角度分析了农村配电网智能化改造的可行性及在农村和边远地区的实用化潜力,指出农村配电网投资和改造决策时考虑智能电网技术,实现可再生能源、分布式发电在农村配电网的应用,可提高农村配电系统的能源和运行效率,尤其是针对长距离、辐射式的单相配电线路,利用智能计量装置可改进农村配电网效率.     

分布式电源/储能及微电网实验研究项目获突破

7月6日,随着风机、光伏发电系统顺利并网,陈巴尔虎旗分布式电源/储能及微电网实验研究项目投入运行。此前,冀北围场分布式发电/储能及微电网项目已于2011年10月8日投入试运行。两个实验研究项目的建成和投运,为农村可再生能源分散接入配电网相关技术研究搭建了良好平台。国家电网公司通过两个项目的建设,旨在利用智能电网技术,在保证电网安全和人身安全的前提下,积极消纳可再生能源发电,促进农村可再生能源持续发展,     

高比例可再生能源电力系统的输配协同优化调度方法

随着可再生能源的高比例接入和主动配电网技术的发展,传统的输配割裂的调度模式容易导致输电网与主动配电网间发、用电计划制定协调性不足,难以充分消纳集中式与分布式的可再生能源。为解决上述问题,提出一种针对高比例可再生能源电力系统的输配电网分层分布式多源协调优化调度体系,充分尊重并利用各利益主体的自主运行特性,实现分散自治、协同优化。输电网层面,利用改进区间法处理可再生能源不确定性,构造能量和备用协调优化模型。配电网层面,设置局部调度层,利用场景法对含储能系统的分布式可再生能源进行联合出力优化,将配电网层子问题构建为动态经济调度模型。在此基础上,利用目标级联法进行输配调度迭代求解,各层间仅需交换部分边界功率信息进行协调,最终获得输配协调的最优调度策略。算例结果表明调度计划的制定兼顾了输、配电网发电资源,有助于提高电网运行经济性和可再生能源消纳能力。     

分布式储能的典型应用场景及运营模式分析

传统电网的结构和运行模式在新电改及互联网+的形势下发生了剧变,分布式储能作为电网中重要的能量调节环节迎来了新的发展契机,因此有必要对其典型应用场景及运营模式进行深入分析。首先对分布式储能的典型特性进行总结,展示了分布式储能在电力系统中的接入方式。其次对分布式储能的应用场景进行划分,分析了五种分布式储能的典型应用场景及其利用价值。并在典型应用场景基础上提出了配电网分布式储能的评价指标体系,可有效评价其运行效益。最后,分析了分布式储能现存及未来可能的运营模式,并对进一步研究进行了展望。     

柔性多状态开关应用场景分析

随着配电网负荷、分布式能源及电动汽车的快速增长,传统的配电网结构与调控方式面临巨大挑战,馈线功率失衡、变压器重过载、城市输配电增容困难等问题日益突出.配电网柔性多状态开关技术为解决上述问题带来了可能.文中以配电网区域柔性互联典型应用场景为切入点,分析了柔性多状态开关适用的不同应用场景,研究了不同应用场景下柔性多状态开关的应用背景和优势,并对典型应用场景下功能需求、技术支撑情况、示范应用以及研究难点进行了分析,给出了不同应用场景面临的关键问题和挑战,并展望了柔性多状态开关未来的研究方向.     

分布式能源开启高效用能新时代

分布式能源系统因其高效的用能系统、较低的初投资、供电的可靠性、很小的输电损失等特点,在世界能源领域越来越受到重视。文章介绍了分布式能源在国内外的发展现状,分析了分布式能源的典型应用实例,对分布式能源的发展提出了建议。     

考虑分布式电源接入的配电系统典型算例设计

目前,针对未来分布式电源广泛接入配电网场景,缺乏统一、规范的典型算例。为此,结合我国配电网实际情况,构建了农村、城市和工业园区3类典型场景。在此基础上,提出了典型场景算例的设计原则和方法,并基于负荷类型、配电网典型特征、分布式电源渗透率等条件,分别设计了典型场景下的配电网算例,给出了详细的算例参数和典型日数据。同时,给出算例的分析指标与方法,从过电压/低电压测试、分布式电源消纳计算等角度进行了详细的分析测试。结果表明,所设计算例合理可行,可为分布式电源接入相关研究提供良好的案例基础。     

智能电网与能源网融合的模式及其发展前景

互联网技术与新能源技术将推动新一轮能源革命,智能电网与能源网的融合在"互联网+"的推动下催生了新一代绿色高效的能源利用体系。文中提出了智能电网与能源网可能发展的3种不同的融合模式:智能电网2.0、互联能源网和互联网+能源网,阐述了不同融合模式的形态特征,分析了不同融合模式的形成约束条件与应用场景。最后指出,不同的融合模式是智能电网与能源网融合在不同时间阶段或不同地区发展的主要代表性形态,分布格局存在时空差异性,并受到相关支撑技术发展、不同地域环境资源的差异、宏观政策导向等因素制约。     

含非粮生物质发电的微网动态经济调度

非粮生物质能能效优势明显,是未来重要的电能生产方式。文中主要对广西农村地区的非粮生物质发电特性和条件、负荷特性进行了统计分析,构建了沼气发电和蔗渣发电的数学模型;依据夏季和冬季不同的气候特点,考虑并网和孤岛两种运行方式,提出了包含光柴非粮生物质发电的微网动态经济调度模型。该模型在计及国家对可再生能源补贴价格的基础上,以发电成本最小以及联络线功率偏差最小为目标函数,其中夏季以沼气发电和光伏发电为主电源,冬季以蔗渣发电为主电源,柴油发电起到负荷备用的作用。算例结果表明,该模型可以全面评估分布式电源的经济性以满足用户多样化优化需求,为非粮生物质能源丰富的农村地区提供独立微网解决方案。     

含风光水的虚拟电厂与配电公司协调调度模型

随着大量利用可再生能源发电的分布式电源的出现,微网和虚拟电厂成为有效解决分布式电源并网的两种主要方法。采用场景抽样生成与缩减技术处理风电和光伏发电出力的不确定性,形成含概率信息的经典场景,在此基础上,根据合作博弈理论,建立了基于场景分析的虚拟电厂单独调度、与配电公司联合调度模型,分析了含风光水的虚拟电厂与配电公司的合作空间以及利益公平分配问题。算例采用某风光水分布式电源示范工程和迪庆藏族自治州电网实际数据进行分析,结果表明风光发电出力的预测精度、配电负荷曲线、备用价格等因素直接影响了虚拟电厂和配电网的合作空间和利益分配方案,并为分析分布式电源对配电网影响、虚拟电厂和配电公司合作谈判、优化虚拟电厂各类电源容量配置等提供了定量的依据。     

能源区块链的典型应用场景分析及项目实践

区块链作为一种新兴的基础架构与分布式计算范式,具有去中心化、公开透明、不可篡改、可追溯等特点,与能源互联网的开放、对等、互联和共享特征相符合,有望推动能源互联网的进一步发展。首先详细归纳了能源区块链的研究现状,具体在分布式能源交易、阻塞管理与辅助服务、需求响应服务、碳排放权认证与绿色证书交易、数据管理与信息安全以及能源数字代币的发布与投资6类典型应用场景展开。其次,总结评述了每种应用场景对应的典型能源区块链项目。最后,对能源区块链在我国的发展前景进行了展望,并提出了相关的发展建议。     

计及等效转动惯量的储能最优调频控制方法

未来电网侧大规模储能将承担系统更多调频任务,因此研究储能系统提供的等效转动惯量是十分必要和有益的。根据系统频率变化等效原则,研究了储能系统转动惯量计算方法,同时比较了典型控制方式下的储能系统转动惯量特性,给出了储能系统不同控制方式的应用场景。根据储能系统不同控制方式下的等效转动惯量特性,给出了一种最优调频控制方法。通过建立仿真环境,对不同控制方式下的储能转动惯量进行计算,对储能系统不同控制方式在频率变化的不同阶段进行分析,验证了理论分析结果的正确性及最优调频方法的有效性。     

考虑碳循环利用的农村虚拟电厂运行效益均衡分配优化模型

农村地区土地面积辽阔、资源丰富,分布式能源的发展潜力巨大。将垃圾发电、燃气碳捕集设备和电转气设备与农村的各种分布式能源聚合成考虑碳循环利用的农村虚拟电厂,并以最大化运营收益和最小化碳排放量为目标,构建虚拟电厂低碳调度优化模型。采用基于纳什谈判的效益分配策略,构建虚拟电厂运行效益均衡分配模型,并通过风险、效益和碳减排三维因子来确定各主体的利益分配因子。算例结果表明,本文所提运行优化模型和效益分配策略可互补利用农村多种分散式资源,有利于推进农村能源结构低碳转型。